2006年参与拍摄爱情题材的电视剧《90天，相爱的时间》，正式进入演艺圈。

2009年，李章宇出演了MBC轻喜剧《泰熙慧乔智贤》，剧中他和诺珉宇、金贤宇共同出演了歌手志愿生的角色；三人因剧中的角色结缘，在戏外组成了24/7组合，并且发表了专辑《那家伙的女子》，专辑打榜之后随着制作人的离开，这个组合也无疾而终；同年10月参演KBS电视台出品的周末家庭剧《可疑的三兄弟》。

2010年，与池昌旭、吴智恩、陶志媛联袂主演KBS电视剧《笑吧，东海》，饰演自信、幽默的Camellia饭店副总管金道镇。

2011，与金敏瑞共同主演电视剧《人间赌场》；3月参与演出综艺节目《我们结婚了》第三季，并与咸慇晶成为假想夫妇；10月，主演KBS电视剧《荣光的在仁》，饰演在事业和家族背景上都非常优越的棒球手徐仁宇。

2012年1月，李章宇凭借在电视剧《笑吧，东海》以及《荣光的在仁》中的表现获得2011年KBS演技大奖新 人演技奖；6月李章宇和金宣雅联袂主演的MBC水木剧《I do I do》在韩国播出，剧中李章宇饰演以高中毕业生身份进入大企业的朴泰刚；11月主演由MBC电视台出品的日日剧《吴子龙走吧》，饰演富有干劲的二女婿吴子龙；12月凭借《I do I do》以及《吴子龙走吧》获得2012年MBC演技大赏最佳男新人奖。

2013年11月，与张根硕、韩彩英共同主演KBS水木剧《漂亮男人》，饰演同情一切事物、不被职位束缚的MG网站销售代理崔俊河。

2019年8月，主演MBN水木剧《优雅的家》。